Las burbujas de Fermi son eructos de un agujero negro devorador de estrellas

El año pasado, los astrónomos que analizaron datos del telescopio de rayos gamma Fermi en órbita de la NASA hicieron un anuncio extraordinario. Dijeron que Fermi había visto dos burbujas gigantes que emanaban del centro de la galaxia, extendiéndose unos 20.000 años luz por encima y por debajo del plano galáctico.

Estas burbujas son claramente una especie de onda de choque en la que los electrones de alta energía interactúan con los fotones, entregando su energía en forma de rayos gamma.

Pero, ¿qué pudo haber causado tal onda de choque, que es muchas veces más grande de lo que los astrónomos esperarían ver en una supernova?



Hoy, Kwong Sang Chen de la Universidad de Hong Kong y algunos amigos dicen que creen que saben. Dicen que las burbujas son los restos de estrellas que han sido devoradas por el agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia. ¿Cuál es esta idea también puede explicar la distribución de energía de los rayos cósmicos, que los astrónomos han desconcertado durante décadas?

El agujero negro supermasivo de nuestra galaxia es, bueno, enorme, unos 4 millones de veces más masivo que el Sol. Chen y compañía asumen que una estrella cae en él cada 1000 años aproximadamente. Cuando esto sucede, parte de la estrella es devorada por el agujero negro, mientras que el resto es devuelto al espacio en forma de protones de alta energía.

Estos protones calientan el gas y el polvo que rodean el agujero negro creando una burbuja en expansión de electrones de alta energía. Esto no puede expandirse mucho en el plano de la galaxia donde es absorbido.

Pero los electrones pueden viajar lejos en el espacio por encima y por debajo del plano galáctico, creando las burbujas de rayos gamma vistas por Fermi. Esto explica por qué el borde de la burbuja está tan bien definido.

Pero también explica otro de los grandes enigmas por los que están sudando los astrónomos: la extraña distribución de energía de los rayos cósmicos.

Es fácil imaginar que los rayos cósmicos de mayor energía deberían ser más raros que los de menor energía. Pero cuando los astrónomos trazan el número de rayos cósmicos contra la energía, hay muchos más rayos de alta energía de los que debería haber. Estos forman una 'rodilla' en el gráfico, de ahí el nombre del problema.

El modelo de Chen y compañía explica esta rodilla. Dicen que los rayos cósmicos de energía extra alta deben ser protones creados durante este proceso de comer estrellas que han llegado a la Tierra.

Entonces, es el tamaño y la energía del eructo del agujero negro lo que genera los protones de energía extra alta en el espectro.

Un argumento convincente que mata dos pájaros de un tiro.

Ref: arxiv.org/abs/1109.6087 : Fermi Bubbles como resultado de la captura de estrellas en el Centro Galáctico

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